¿Cómo funciona un coche eléctrico?

Olvídese de los pistones, las cajas de cambios y las correas: un coche eléctrico no los tiene. Estos coches funcionan mucho más fácilmente que los de gasolina o diésel. Automobile-Propre explica su mecánica en detalle.

En apariencia, un automóvil eléctrico es similar a cualquier otro vehículo. Hay que mirar debajo del capó, pero también debajo del piso, para ver las diferencias. En lugar de un motor de combustión interna que utiliza calor como energía, utiliza electricidad. Para comprender paso a paso cómo funciona un automóvil eléctrico, trazaremos el camino de la electricidad desde la red pública hasta la rueda.

Recarga

Todo comienza con la recarga. Para repostar, el vehículo debe estar enchufado a un tomacorriente, caja de pared o estación de carga. La conexión se realiza con un cable con conectores adecuados. Hay varios de ellos, correspondientes al modo de carga deseado. Para cargar en casa, en el trabajo o en pequeñas terminales públicas, normalmente usa su propio cable tipo 2. Se conecta un cable a los terminales de desmontaje rápido que cumple con dos estándares: el europeo "Combo CCS" y el "Chademo". Japonés. Puede parecer abrumador al principio, pero en realidad, a medida que te acostumbres, será más fácil. No hay riesgo de error: los conectores tienen diferentes formas y, por lo tanto, no se pueden insertar en la ranura incorrecta.

Una vez conectado, la corriente eléctrica alterna (CA) que circula en la red de distribución fluye a través del cable que está conectado al vehículo. Realiza una serie de comprobaciones a través de su computadora de a bordo. En particular, asegura que la corriente sea de buena calidad, esté correctamente configurada y que la fase de tierra sea suficiente para garantizar una recarga segura. Si todo está en orden, el automóvil pasa la electricidad a través del primer elemento de a bordo: un convertidor, también llamado “cargador de a bordo”.

Puerto de carga estándar Renault Zoé Combo CCS.

Convertidor

Este cuerpo convierte la corriente alterna de la red en corriente continua (DC). De hecho, las baterías almacenan energía solo en forma de corriente continua. Para evitar este paso y acelerar la recarga, algunos terminales convierten la electricidad para suministrar energía de CC directamente a la batería. Se trata de las denominadas estaciones de carga de CC "rápidas" y "ultrarrápidas", similares a las que se encuentran en las estaciones de autopista. Estos terminales muy costosos y engorrosos no están diseñados para instalarse en una casa privada.

Batería

En una batería, la corriente se distribuye dentro de sus elementos constituyentes. Vienen en forma de pequeñas pilas o bolsillos que se juntan. La cantidad de energía almacenada por la batería se expresa en kilovatios-hora (kWh), lo que equivale a un “litro” del tanque de combustible. El flujo de electricidad o potencia se expresa en kilovatios "kW". Los fabricantes pueden informar sobre la capacidad "utilizable" y / o la capacidad "nominal". Es bastante simple: la capacidad utilizable es la cantidad de energía que realmente utiliza el vehículo. La diferencia entre útil y nominal proporciona el margen para prolongar la vida útil de la batería.

Un ejemplo para entender: una batería de 50 kWh que se carga con 10 kW se puede recargar en unas 5 horas. ¿Por qué "alrededor"? Dado que está por encima del 80%, las baterías reducirán automáticamente la velocidad de carga. Como una botella de agua que se llena de un grifo, debe reducir el flujo para evitar salpicaduras.

La corriente acumulada en la batería se envía luego a uno o más motores eléctricos. La rotación la realiza el rotor del motor bajo la influencia de un campo magnético creado en el estator (bobina estática del motor). Antes de llegar a las ruedas, el movimiento suele pasar por una caja de cambios con una relación de transmisión fija para optimizar la velocidad de giro.

Transmisión de infección

Por tanto, un vehículo eléctrico no tiene caja de cambios. Esto no es necesario, porque el motor eléctrico puede funcionar sin problemas a velocidades de hasta varias decenas de miles de revoluciones por minuto. Gira directamente, a diferencia de un motor térmico, que debe convertir el movimiento lineal de los pistones en movimiento circular a través del cigüeñal. Tiene sentido que un automóvil eléctrico tenga muchas menos partes móviles que una locomotora diésel. No requiere aceite de motor, no tiene correa de distribución y, por lo tanto, requiere mucho menos mantenimiento.

Frenado regenerativo

Otra ventaja de los vehículos que funcionan con baterías es que pueden generar electricidad. Esto se denomina "frenado regenerativo" o "modo B". De hecho, cuando un motor eléctrico gira "en el vacío" sin suministrar corriente, lo produce. Esto sucede cada vez que quita el pie del acelerador o del freno. De esta forma, la energía recuperada se inyecta directamente en la batería.

Los modelos EV más recientes incluso ofrecen modos para seleccionar la potencia de este freno regenerativo. En modo máximo, frena fuertemente el coche sin cargar los discos y pastillas, y al mismo tiempo ahorra varios kilómetros de reserva de marcha. En las locomotoras diésel, esta energía simplemente se desperdicia y acelera el desgaste del sistema de frenado.

El tablero de un vehículo eléctrico a menudo tiene un medidor que muestra la potencia del frenado regenerativo.

Rotura

Por tanto, las averías técnicas de los vehículos eléctricos son menos habituales. Sin embargo, puede suceder que te quedes sin energía después de esperar mal al conductor, como en un coche de gasolina o diésel. En este caso, el vehículo advierte de antemano que el nivel de la batería es bajo, por lo general queda entre un 5 y un 10%. Se muestran uno o más mensajes en el panel de control o en la pantalla central y alertan al usuario.

Dependiendo del modelo, puede conducir varias decenas de kilómetros adicionales hasta el punto de carga. La potencia del motor a veces se limita para reducir el consumo y, por lo tanto, ampliar la gama. Además, el "modo tortuga" se activa automáticamente: el automóvil reduce gradualmente la velocidad hasta detenerse por completo. Las señales en el tablero instan al conductor a encontrar un lugar para detenerse mientras espera una grúa.

Una pequeña lección de mecánica en un coche eléctrico.

Para facilitar las cosas, dígase a sí mismo que en lugar de un motor térmico, su automóvil tiene un motor eléctrico. Esta fuente de energía está en la batería.

Es posible que haya notado que el vehículo eléctrico no tiene embrague. Además, el conductor solo tiene que pisar el pedal del acelerador para obtener una corriente constante. La corriente continua se convierte en corriente alterna debido a la acción del convertidor. También es lo que genera el campo electromagnético a través de la bobina de cobre en movimiento de su motor.

Su motor contiene uno o más imanes fijos. Oponen su campo magnético al campo de la bobina, que los pone en movimiento y hace que el motor funcione.

Los conductores informados podrían haber notado que tampoco había caja de cambios. En un vehículo eléctrico, este es el eje del motor, que, sin intermediario, incluye los ejes de las ruedas motrices. Por tanto, el coche no necesita pistones.

Finalmente, para que todos estos "dispositivos" estén perfectamente sincronizados entre sí, el ordenador de a bordo comprueba y modula la potencia desarrollada. Por lo tanto, dependiendo de la situación, el motor de su automóvil ajusta su potencia de acuerdo con la relación de revoluciones por minuto. Suele ser menor que en los vehículos de combustión.

Carga: donde comienza todo

Para que su automóvil pueda conducir su automóvil, debe enchufarlo a una toma de corriente o estación de carga. Esto se puede hacer utilizando un cable con conectores adecuados. Existen diferentes modelos para adaptarse a diferentes modos de carga. Si desea encontrar su nuevo automóvil en el hogar, el trabajo o en las estaciones de carga públicas, necesitará un conector Tipo 2. Utilice un cable “Combo CCS” o “Chedemo” para usar los terminales rápidos.

Durante la carga, una corriente eléctrica alterna fluye a través del cable. Su automóvil pasa por varios controles:

• Necesita una corriente de alta calidad y bien afinada;
• La conexión a tierra debe proporcionar una carga segura.

Después de verificar estos dos puntos, el automóvil da permiso para que la electricidad fluya a través del convertidor.

El importante papel del convertidor en un vehículo enchufable

El convertidor "convierte" la corriente alterna que fluye a través del terminal en corriente continua. Este paso es necesario porque las baterías EV solo pueden almacenar corriente continua. Sin embargo, tenga en cuenta que puede encontrar terminales que conviertan directamente CA a CC. Envían su "producto" directamente a la batería de su vehículo. Estas estaciones de carga proporcionan una carga rápida o súper rápida, según el modelo. Por otro lado, si te equiparas con estos terminales para cargar tu nuevo coche eléctrico, debes saber que son muy caros e impresionantes, y por eso están instalados, en todo caso, de momento solo en lugares públicos (por ejemplo , por ejemplo, áreas de recreación en carreteras).

Dos tipos de motor de coche eléctrico.

Un vehículo eléctrico puede equiparse con dos tipos de motores: un motor síncrono o un motor asíncrono.

Un motor asíncrono genera un campo magnético cuando gira. Para hacer esto, se basa en el estator, que recibe electricidad. En este caso, el rotor gira constantemente. El motor asíncrono se instala principalmente en vehículos que realizan viajes largos y se mueven a altas velocidades.

En un motor de inducción, el propio rotor asume el papel de un electroimán. Por lo tanto, crea activamente un campo magnético. La velocidad del rotor depende de la frecuencia de la corriente recibida por el motor. Es el tipo de motor ideal para conducción en ciudad, paradas frecuentes y arranques lentos.

Batería, fuente de alimentación del vehículo eléctrico

La batería no contiene unos pocos litros de gasolina, sino kilovatios-hora (kWh). El consumo que puede proporcionar la batería se expresa en kilovatios (kW).

La batería de todos los vehículos eléctricos consta de miles de celdas. Cuando la corriente pasa a través de ellos, se distribuye entre estos miles de componentes. Para darle una idea más específica de estas celdas, piense en ellas como pilas o bolsillos conectados entre sí.

Una vez que la corriente pasa a través de las baterías de la batería, se envía a los motores eléctricos de su automóvil. En esta etapa, el estator ve el campo magnético generado. Es este último el que impulsa el rotor del motor. A diferencia de un motor térmico, imprime su movimiento sobre ruedas. Dependiendo del modelo de automóvil, puede transmitir su movimiento a las ruedas a través de una caja de cambios. Solo tiene un informe, lo que aumenta su velocidad de rotación. Es él quien encuentra la mejor relación entre par y velocidad de rotación. Es bueno saberlo: la velocidad del rotor depende directamente de la frecuencia de la corriente que fluye a través del motor.

Para obtener información, tenga en cuenta que las baterías recargables nuevas utilizan litio. La autonomía de un vehículo eléctrico oscila en promedio entre 150 y 200 km. Las baterías nuevas (litio-aire, litio-azufre, etc.) aumentarán significativamente la capacidad de las baterías de estos vehículos durante los próximos años.

¿Cómo cambiar el aspecto de tu coche eléctrico sin caja de cambios?

¡Este tipo de vehículo tiene un motor que puede girar varias decenas de miles de revoluciones por minuto! Por lo tanto, no necesita una caja de cambios para cambiar la velocidad de crucero.

El motor de un vehículo totalmente eléctrico transmite la rotación directamente a las ruedas.

¿Qué debo recordar sobre una batería de iones de litio?

Si está considerando seriamente comprar un vehículo eléctrico, aquí hay información importante sobre las baterías de iones de litio.

Una de las ventajas de esta batería es su baja tasa de autodescarga. Concretamente, esto significa que si no usa su automóvil durante un año, perderá menos del 10% de su capacidad de carga.

Otra ventaja significativa: este tipo de batería prácticamente no necesita mantenimiento. Por otro lado, debe estar equipado sistemáticamente con un circuito de protección y regulación, BMS.

Los tiempos de carga de la batería pueden variar según el modelo y la marca de su vehículo. Por lo tanto, para saber cuánto tiempo permanecerá enchufado su automóvil, consulte la densidad de la batería y el modo de carga que elija. La carga durará aproximadamente 10 horas. ¡Planifique con anticipación y espere!

Si no quiere, o no tiene tiempo para planificar con anticipación, conecte su automóvil a una estación de carga o caja de pared: ¡el tiempo de carga se reduce a la mitad!

Otra alternativa para los que tienen prisa: opte por una "carga rápida" en lugar de una carga completa: ¡su automóvil se cargará hasta un 80% en solo 30 minutos!

Es bueno saberlo: en la mayoría de los casos, las baterías de los automóviles se encuentran debajo del piso. Su potencia oscila entre los 15 y los 100 kWh.

Increíble función de frenado de vehículos eléctricos

Puede que aún no lo sepas, ¡pero conducir un coche eléctrico te permite generar electricidad! Los fabricantes de automóviles han dotado a sus vehículos eléctricos de "superpotencia": cuando el motor se queda sin electricidad (por ejemplo, cuando se quita el pie del acelerador o cuando se frena), ¡lo hace! Esta energía va directamente a tu batería.

Todos los vehículos eléctricos modernos tienen varios modos que permiten a sus conductores elegir una u otra potencia de frenado regenerativo.

¿Cómo se recargan estos nuevos coches ecológicos?

¿Vives en una casa pequeña? En este caso, puede cargar el coche directamente en casa.

Carga tu coche en casa

Para cargar su automóvil en casa, tome el cable que se vendió con su automóvil y conéctelo a una toma de corriente estándar. ¡El que está acostumbrado a cargar su teléfono inteligente funcionará! Sin embargo, tenga en cuenta el riesgo potencial de sobrecalentamiento. El amperaje a menudo se limita a 8 o 10 A para evitar accidentes. Además, si necesita una carga completa para mantener su pequeño EV en funcionamiento, es mejor programarlo para que se encienda por la noche. Esto se debe a que una corriente más baja da como resultado tiempos de carga más largos.

Otra solución: instale una caja de pared. Cuesta entre 500 € y 1200 €, pero puedes solicitar un crédito fiscal del 30%. Obtendrá una carga más rápida y una corriente más alta (aproximadamente 16 A).

Cargue su coche en la terminal pública

Si vive en un apartamento, no puede conectar su automóvil en casa o está viajando, puede conectar su automóvil a una estación de carga pública. Lo encontrará todo en aplicaciones especializadas o en Internet. Sepa de antemano que es posible que necesite una tarjeta de acceso al quiosco emitida por la marca o comunidad que instaló el quiosco en cuestión.

La potencia transmitida y, por tanto, el tiempo de carga también difieren según los diferentes dispositivos.

¿Pueden fallar los modelos eléctricos?

Estos vehículos más ecológicos también tienen la ventaja de tener menos roturas. ¡Es lógico, ya que tienen menos componentes!

Sin embargo, estos vehículos pueden sufrir cortes de energía. De hecho, en lo que respecta a los automóviles de gasolina o diésel, si no espera suficiente "combustible" en su "tanque", ¡su automóvil no podrá avanzar!

Su vehículo totalmente eléctrico le enviará un mensaje de advertencia cuando el nivel de la batería sea particularmente bajo. ¡Sepa que le queda del 5 al 10% de su energía! Las advertencias aparecen en el tablero o en la pantalla central.

Tenga la seguridad de que (no necesariamente) estará al borde de una carretera desierta. Estos vehículos limpios pueden transportarte entre 20 y 50 km; es hora de llegar al punto de carga.

Después de esta distancia, su automóvil reduce la potencia del motor y debería sentir una desaceleración gradual. Si continúa conduciendo, verá otras advertencias. Luego, el modo Tortuga se activa cuando su automóvil está realmente sin aliento. Tu velocidad máxima no superará los diez kilómetros, y si (realmente) no quieres estar al borde de una carretera solitaria, definitivamente tendrás que aparcar o cargar la batería.

¿Cuánto cuesta cargar un vehículo eléctrico?

El costo de recarga depende de varios factores. Tenga en cuenta que cargar su automóvil en casa le costará menos que cargarlo en una terminal pública. Tomemos como ejemplo a Renault Zoé. La carga en Europa costará alrededor de 3,71 euros, ¡o solo 4 céntimos por kilómetro!

Con una terminal pública, espere alrededor de 6 € para cubrir 100 km.

También encontrará terminales de 22 kW sin cargo durante un período de tiempo específico antes de que se paguen.

Las más caras son sin duda las estaciones de “recarga rápida”. Esto se debe al hecho de que requieren mucha energía y esto requiere cierta infraestructura. Si seguimos con nuestro ejemplo de Renault Zoé, 100 km de autonomía te costarán 10,15 €.

Finalmente, sepa que, en general, un automóvil eléctrico le costará menos que una locomotora diesel. De media cuesta 10 euros recorrer 100 km.